s3c2410触摸屏在linux下的驱动分析 一

触摸屏驱动在/kernel/drivers/char/s3c2410-ts.c 文件中。
该驱动总要有以下重要数据结构：
 1.触摸屏的file_operations 
static struct file_operations s3c2410_fops={
    owner: THIS_MODULE,
    open: s3c2410_ts_open,
    read: s3c2410_ts_read, 
    release: s3c2410_ts_release,
#ifdef USE_ASYNC
    fasync: s3c2410_ts_fasync,
#endif
    poll: s3c2410_ts_poll,
};
 2.全局变量TS_DEV结构体，用来保存触摸屏的相关参数、等待处理的消息队列、当前采样数据、上一次采样数据等信息
typedef struct {
    unsigned int penStatus; /* PEN_UP, PEN_DOWN, PEN_SAMPLE */
    TS_RET buf[MAX_TS_BUF]; /* protect against overrun（环形缓冲区） */
    unsigned int head, tail;/* head and tail for queued events （环形缓冲区的头尾）*/
    wait_queue_head_t wq; //* 等待队列数据结构
    spinlock_t lock; //* 自旋锁
#ifdef USE_ASYNC
   struct fasync_struct *aq;
#endif
#ifdef CONFIG_PM
   struct pm_dev *pm_dev;
#endif
} TS_DEV;
其中TS_RET在/kernel/include/asm-arm/linuette_ioctl.h 文件中：
typedef struct {
   unsigned short pressure; //* 压力，这里可定义为笔按下，笔抬起，笔拖曳
   unsigned short x; //* 横坐标的采样值
   unsigned short y; //* 纵坐标的采样值
   unsigned short pad; //* 填充位
} TS_RET; 
结构体wait_queue_head_t在/kernel/include/linux/wait.h 文件中：
struct __wait_queue_head {
   wq_lock_t lock;
   struct list_head task_list;
#if WAITQUEUE_DEBUG
   long __magic;
   long __creator;
#endif
};
typedef struct __wait_queue_head wait_queue_head_t;
 
    TS_RET结构体中的信息就是驱动程序提供给上层应用程序使用的信息，用来存储触摸屏的返回值。上层应用程序通过读接口，从底层驱动中读取信息，并根据得到的值进行其他方面的操作。
    TS_DEV结构用于记录触摸屏运行的各种状态，PenStatus包括PEN_UP、PEN_DOWN和PEN_FLEETING。buf[MAX_TS_BUF]是用来存放数据信息的事件队列，head、tail分别指向事件队列的头和尾。程序中的笔事件队列是一个环形结构，当有事件加入时，队列头加一，当有事件被取走时，队列尾加一，当头尾位置指针一致时读取笔事件的信息，进程会被安排进入睡眠。wq等待队列，包含一个锁变量和一个正在睡眠进程链表。当有好几个进程都在等待某件事时，Linux会把这些进程记录到这个等待队列。它的作用是当没有笔触事件发生时，阻塞上层的读操作，直到有笔触事件发生。lock使用自旋锁，自旋锁是基于共享变量来工作的，函数可以通过给某个变量设置一个特殊值来获得锁。而其他需要锁的函数则会循环查询锁是否可用。MAX_TS_BUF的值为16，即在没有被读取之前，系统缓冲区中最多可以存放16个笔触数据信息。
 
   模块初始化函数是调用s3c2410_ts_init 函数来实现的，主要完成触摸屏设备的内核模块加载、初始化系统I/O、中断注册、设备注册，为设备文件系统创建入口等标准的字符设备初始化工作。
static int __init s3c2410_ts_init(void)
   ret = register_chrdev(0, DEVICE_NAME, &s3c2410_fops);
   tsMajor = ret;
这里首先对字符设备进行注册，将触摸屏的file_operations 结构中的函数接口传入内核，注册成功后获得系统自动分配的主设备号。
set_gpio_ctrl(GPIO_YPON); 
set_gpio_ctrl(GPIO_YMON);
set_gpio_ctrl(GPIO_XPON);
set_gpio_ctrl(GPIO_XMON);
在/kernel/include/asm-arm/arch-s3c2410/smdk.h 文件中：
#define GPIO_YPON (GPIO_MODE_nYPON | GPIO_PULLUP_DIS | GPIO_G15)
#define GPIO_YMON (GPIO_MODE_YMON | GPIO_PULLUP_EN | GPIO_G14)
#define GPIO_XPON (GPIO_MODE_nXPON | GPIO_PULLUP_DIS | GPIO_G13)
#define GPIO_XMON (GPIO_MODE_XMON | GPIO_PULLUP_EN | GPIO_G12)
GPIO 口的Port G 端口有4个管脚对应触摸屏的控制接口，分别是：
GPG15 --- nYPON Y+ 控制信号
GPG14 --- YMON Y- 控制信号
GPG13 --- nXPON X+ 控制信号
GPG12 --- XMON X- 控制信号
需要通过配置GPGCON 寄存器来设定该端口管脚的输出模式，对应位如下：
[31:30] [29:28] [27:26] [25:24]
GPG15 GPG14 GPG13 GPG12 ... 
参考S3C2410 芯片datasheet 的I/O口章节，都要设为11（二进制）。
ADCDLY = 30000;
配置ADCDLY 寄存器，对自动转换模式来说是设定ADC 开始转换时的延时时间，以及对X轴和Y轴转换的时间间隔，对正常模式来说仅设定对X轴和Y轴转换的时间间隔。注意该值不能为0。
  ret = request_irq(IRQ_ADC_DONE, s3c2410_isr_adc, SA_INTERRUPT, 
             DEVICE_NAME, s3c2410_isr_adc);
  if (ret) goto adc_failed;
  ret = request_irq(IRQ_TC, s3c2410_isr_tc, SA_INTERRUPT, 
             DEVICE_NAME, s3c2410_isr_tc);
 if (ret) goto tc_failed;
 /* Wait for touch screen interrupts */
 wait_down_int();
 
     函数request_irq 是Linux 系统中驱动程序注册中断的方法。irq 为所要申请的硬件中断号，handler 为系统所注册的中断处理子程序，irq_flags 为申请时的选项，devname 为指向设备名称的字符指针，dev_id 为申请时告诉系统的设备标识。若中断申请成功则返回0，失败则返回负值。
ret = request_irq(IRQ_ADC_DONE, s3c2410_isr_adc, SA_INTERRUPT, 
           DEVICE_NAME, s3c2410_isr_adc);
    调用该函数来进行A/D转换的中断注册，所要申请的硬件中断号为IRQ_ADC_DONE（62），在arch/irq s.h中定义；系统所注册的中断处理子程序为s3c2410_isr_adc 函数；申请中断选项为SA_INTERRUPT，表示中断处理程序是快速处理程序，即快速处理程序运行时，所有中断都被屏蔽；设备名称定义为DEVICE_NAME，即"s3c2410-ts"；而设备标识仍然用中断处理子程序代替。
 
ret = request_irq(IRQ_TC, s3c2410_isr_tc, SA_INTERRUPT, 
          DEVICE_NAME, s3c2410_isr_tc);
    接着继续调用该函数来进行触摸屏触摸的中断注册，所要申请的硬件中断号为IRQ_TC（61）；系统所注册的中断处理子程序为s3c2410_isr_tc 函数；申请中断选项为SA_INTERRUPT，表示中断处理程序是快速处理程序，即快速处理程序运行时，所有中断都被屏蔽；设备名称定义为DEVICE_NAME，即"s3c2410-ts"；而设备标识仍然用中断处理子程序代替。
wait_down_int();
    调用该宏函数来设置触摸屏为等待中断模式【笔按下产生中断】，具体定义如下：
#define wait_down_int() { ADCTSC = DOWN_INT | XP_PULL_UP_EN | /
    XP_AIN | XM_HIZ | YP_AIN | YM_GND | /
    XP_PST(WAIT_INT_MODE); }
    用该宏函数来设置ADC 触摸屏控制寄存器，参考S3C2410 芯片datasheet 中关于触摸屏的章节，具体设置参数如下：
DOWN_INT = 1<<8 * 0 该位保留且应该设为0 【笔按下或笔抬起中断信号控制位，设为0 表示笔按下产生中断信号】
XP_PULL_UP_EN = 1<<3 * 0 上拉开关使能，设为0 表示XP 引脚上拉使能
XP_AIN = 1<<4 * 1 选择nXPON 引脚输出值，设为1 表示nXPON 引脚输出1，则XP 引脚连接AIN[7] 引脚
XM_HIZ = 1<<5 * 0 选择XMON 引脚输出值，设为0 表示XMON 引脚输出0，则XM 引脚为高阻态
YP_AIN = 1<<6 * 1 选择nYPON 引脚输出值，设为1 表示nYPON 引脚输出1，则YP 引脚连接AIN[5] 引脚
YM_GND = 1<<7 * 1 选择YMON 引脚输出值，设为1 表示YMON 引脚输出1，则YM 引脚为接地
XP_PST(WAIT_INT_MODE); = 3 X坐标Y坐标手动测量设置，设为3 表示等待中断模式
 
#ifdef CONFIG_DEVFS_FS
devfs_ts_dir = devfs_mk_dir(NULL, "touchscreen", NULL);
devfs_tsraw = devfs_register(devfs_ts_dir, "0raw", DEVFS_FL_DEFAULT,
       tsMajor, TSRAW_MINOR, S_IFCHR | S_IRUSR | S_IWUSR,
       &s3c2410_fops, NULL);
#endif
   这里调用了devfs_mk_dir 函数，在设备文件系统中创建了一个名为touchscreen 的目录，并返回一个带有目录结构的数据结构变量devfs_ts_dir。将该变量作为下一步devfs_register 函数的参数，该参数在调用设备文件系统注册清除函数devfs_unregister 时也要作为参数传入。
    调用devfs_register 函数后，会在刚才创建的touchscreen 目录下再创建一个名为0raw 的设备文件节点。该函数的参数中，DEVFS_FL_DEFAULT 为该函数的标志选项，tsMajor 为注册字符设备时系统自动分配的主设备号，TSRAW_MINOR（1）为次设备号，S_IFCHR | S_IRUSR | S_IWUSR 为默认的文件模式，&s3c2410_fops 为传入内核的触摸屏file_operations 结构中的函数接口，私有数据指针为空。返回一个devfs_handle_t 数据结构的变量devfs_tsraw，这会在调用设备文件系统注册清除函数devfs_unregister 时作为参数传入。
 
   模块的退出函数为s3c2410_ts_exit，该函数的工作就是清除已注册的字符设备，中断以及设备文件系统。
static void __exit s3c2410_ts_exit(void)
{
#ifdef CONFIG_DEVFS_FS 
   devfs_unregister(devfs_tsraw);
   devfs_unregister(devfs_ts_dir);
#endif 
   unregister_chrdev(tsMajor, DEVICE_NAME);
#ifdef CONFIG_PM
   pm_unregister(tsdev.pm_dev);
#endif
   free_irq(IRQ_ADC_DONE, s3c2410_isr_adc);
   free_irq(IRQ_TC, s3c2410_isr_tc);
#ifdef CONFIG_DEVFS_FS 
devfs_unregister(devfs_tsraw);
devfs_unregister(devfs_ts_dir);
#endif 
    这里首先清除原先后一步创建设备文件节点0raw 的结构变量devfs_tsraw，然后再清除创建touchscreen 目录的结构变量devfs_ts_dir。
unregister_chrdev(tsMajor, DEVICE_NAME);
   接下来删除字符设备的注册信息。
void free_irq(unsigned int irq, void *dev_id)
    函数free_irq 与函数request_irq 相对应，通常在模块被卸载时调用，负责注销一个已经申请的中断。
 
free_irq(IRQ_ADC_DONE, s3c2410_isr_adc);
free_irq(IRQ_TC, s3c2410_isr_tc);
    最后依次注销A/D转换和定时器这两个已经申请的中断。